ArticlePDF Available

ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА В ФИТОМАССЕ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДНОГО ПАРКА «ПРИПЯТЬ-СТОХОД»

Authors:

Abstract

The article presents the results of estimating carbon stocks in live biomass of forests of the National Nature Park «Prypyiat-Stokhid» on the basis of state forest account data (as of 01.01.2008 and 01.01.2016) and mathematical modeling using a research database of temporary sample plots. For each functional zone, the dynamics of total stocks of live biomass and sequestered carbon are presented. Specific features of distribution of density of sequestered carbon by age groups, types of forest growth conditions and site index classes have been established.
НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ
ИНСТИТУТ ЛЕСА
ПРОБЛЕМЫ ЛЕСОВЕДЕНИЯ
И ЛЕСОВОДСТВА
Сборник научных трудов
основан в 1930 г.
Выпуск 77
Гомель 2017
УДК 630*(476)
ББК 43
П 78
ПРОБЛЕМЫ ЛЕСОВЕДЕНИЯ И ЛЕСОВОДСТВА: Сбор-
ник научных трудов ИЛ НАН Беларуси. Выпуск 77. - Гомель: Ин-
ститут леса НАН Беларуси, 2017. – 459 с. – ISSN 2078-3965.
Таблиц – 145, рисунков – 88, библиография – 519 наименований.
Сборник научных трудов содержит результаты научных исследований
ученых в области лесоведения и лесоводства, лесовосстановления и лесо-
разведения, лесной селекции и генетики, биологии, экологии, радиоэкологии,
охраны и защиты леса, побочных лесопользований.
Сборник будет интересен специалистам лесного хозяйства, сотрудни-
кам лесных НИИ, полезен преподавателям и студентам лесных и общебиоло-
гических специальностей вузов, техникумов и колледжей.
Редакционная коллегия: Ковалевич А.И., к.с.-х.н., доцент (отв. редак-
тор); Усеня В.В., д.с.-х.н., профессор (зам. отв. редактора); Багинский В.Ф.,
чл.-корр., д.с.-х.н., профессор; Дворник А.М., д.б.н., профессор; Лакида П.И.,
д.с.-х.н., профессор; Падутов В.Е., чл.-корр., д.б.н., доцент; Рожков Л.Н.,
д.с.-х.н., профессор; Торчик В.И., д.б.н., доцент; Валетов В.В., д.б.н., профес-
сор; Штукин С.С., д.с.-х.н., профессор; Булко Н.И., к.с.-х.н.; Лазарева М.С.,
к.с.-х.н., доцент; Бордок И.В., к.с.-х.н. (отв. секретарь редколлегии).
Все статьи сборника прорецензированы ведущими учеными институтов
государственного научно-производственного объединения «Научно-
практический центр НАН Беларуси по биоресурсам», Белорусского государ-
ственного технологического университета, Белорусского государственного
университета, Гомельского государственного университета им. Ф. Скорины.
© Институт леса НАН Беларуси, 2017
99
EXSPERIMENTAL DATA BASE FOR ASSESSING BIOLOGICAL PRODUCTIVITY
OF FOREST AROUND THE CITI BILA TSERCVA
Lakyda P., Kovalevskii S.
The assessment and statistical analysis of the experimental database, which characterizes
the main forest forming tree species around the city Bila Tserkva, subject to significant anthro-
pogenic impact are presented.
Статья поступила в редколлегию 20.04.2017 г.
УДК 630*5:581.5:712.23(477.41)
ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА В ФИТОМАССЕ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ
НАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДНОГО ПАРКА «ПРИПЯТЬ-СТОХОД»
Лакида П.И.1, Мельник А.Н.1,
Василишин Р.Д.1, Сащук А.И.2
1Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины
(г. Киев, Украина)
2Национальный природный парк «Припять-Стоход»
(п.г.т Любешов, Волынская область, Украина)
В представленной статье приведены результаты оценки запасов углерода в фито-
массе лесов национального природного парка «Припять-Стоход» на основе данных госу-
дарственного учета лесов (по состоянию на 01.01.2008 и 01.01.2016 годов) и математи-
ческого моделирования с использованием исследовательской базы данных временных
пробных площадей. Для каждой функциональной зоны представлена динамика общих объ-
емов фитомассы и депонированного в ней углерода. Установлены особенности распреде-
ления плотности депонированного углерода в пределах групп возраста, типов лесорас-
тительных условий и классов бонитета.
ВВЕДЕНИЕ
В декабре 2015 года в Париже принято новое климатическое соглашение
Организацией Объединённых Наций. Решения Парижской конференции
предполагают срочную помощь уязвимым и слабым странам в адаптации к
изменению климата. Соглашение обязывает все страны принять националь-
ные планы адаптации и стратегии долгосрочного развития с резким сниже-
нием выбросов парниковых газов, а также настоятельно требует сохранения
всех лесов планеты как «резервуаров» углерода и поглотителей СО2 из атмо-
сферы [6].
100
Решение вопроса с сохранением лесов в составе особо охраняемых при-
родных территорий позволит на долгосрочную перспективу обеспечить со-
хранение уникальных фитоценозов, имеющих глобальную или националь-
ную ценность. Такие леса должны рассматриваться с точки зрения сохране-
ния биоразнообразия, как источники экосистемных услуг, но не с целью хо-
зяйственного использования. С организацией сети Национальных природных
парков (НПП) в пределах Западного Полесья Украины возникает вопрос
комплексного исследования состояния природоохранных экосистем.
НПП «Припять-Стоход» расположен на северо-западе Украины в центре
Волынского Полесья. Он стал первым национальным парком Украины, кото-
рый получил статус трансграничной территории международного значения,
что подтверждается дипломом Секретариата Рамсарской Конвенции (The
secretariat of the Ramsar Convention). Благодаря своеобразной истории форми-
рования ландшафтов и географическому положению (территория НПП про-
стирается вдоль пойм рек Припять и Стоход) на территории парка сформиро-
вался уникальный покров гидрофильного комплекса, который характеризует-
ся преобладанием водной и прибрежно-водной растительности.
Учитывая целевую функцию лесов НПП «Припять-Стоход» сохране-
ние и стабилизация уникальных природных речных и болотных ландшафтов
Волынского Полесья они являются важным экологическим каркасом окру-
жающей среды, поскольку активно депонируют углерод из атмосферы и про-
дуцируют кислород.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом данного исследования являются процессы накопления фито-
массы и депонированный углерод в древостоях НПП «Припять-Стоход».
В ходе исследования был проведен отбор, группировка и обработка дан-
ных таксационных показателей насаждений на основе материалов из банка дан-
ных «Лесной фонд Украины» по состоянию на 01.01.2008 и 01.01.2016 годов. В
качестве данных для информативного обеспечения оценки объемов накоплен-
ной фитомассы и депонированного углерода лесов НПП «Припять-Стоход» бы-
ли использованы пробные площади, заложенные учеными кафедры лесного ме-
неджмента, лесной таксации и лесоустройства Национального университета
биоресурсов и природопользования Украины в количестве 113 шт.
Фитомасса лесов НПП «Припять-Стоход» исследовалась по методике П.И.
Лакиды [0]. В основу исследований фитомассы положены разработанные [3] и
заимствованные из других научных источников [1, 4] математические модели
компонентов фитомассы, насаждений главных лесообразующих пород парка.
В основу расчетов общих объемов углерода, который депонируется в
фитомассе лесов НПП «Припять-Стоход», положены переводные коэффици-
енты, предложенные Г. Матзевсом (G. Matthews) [5]. Они отражают содер-
жание углерода в абсолютно сухой массе древесины и коры (k = 0,50) и фо-
тосинтезирующих фракций (k = 0,45).
101
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Согласно материалам банка данных «Лесной фонд Украины» по состоя-
нию на 01.01.2016 год площадь покрытых лесной растительностью лесных
участков НПП «Припять-Стоход» составляет 13225,3 га, а их общий запас
2,5 млн м3.
Распределение объёмов фитомассы лесов НПП «Припять-Стоход» в пре-
делах главных лесообразующих пород наглядно демонстрирует рисунок 1.
Рисунок 1 – Распределение объёмов фитомассы в пределах главных
лесообразующих пород НПП «Припять-Стоход»
Анализ рисунка 1 показывает, что на территории национального парка
наибольшая часть фитомассы сосредоточена в древостоях сосны обыкновен-
ной (Pinussylvestris L.) 678,6 тыс. т (43,1%) и ольхи клейкой (Alnusglutinosa
(L.) Gberth.) – 564,6 тыс. т (35,8%). Значительно меньшие объемы накоплены в
насаждениях березы повислой (Betulapendula Roth.) и дуба обыкновенного
(Quercusrobur L.) – 176,6 и 144,1 тыс. т соответственно. Остальные 11,4 тыс. т
(0,7%) сосредоточены в насаждениях граба обыкновенного (Carpinusbetulus L.),
ели обыкновенной (Piceaabies (L.) H. Karst.), осины (Populustremula L.) и других
лесообразующих пород.
Для оценки влияния природоохранной деятельности НПП «Припять-
Стоход» на биологическую продуктивность лесов, были проведены сравнения
объемов фитомассы и депонированного в ней углерода на момент создания
парка, с последним и имеющимися данными таксации 2016 год (таблица 1).
Анализируя данные таблицы 1 следует отметить, что в насаждениях
НПП «Припять-Стоход» наблюдается положительный тренд накопления фи-
томассы и депонированного в ней углерода, объемы которых за исследуемый
период увеличились на 93,3 тыс. т и 46,7 тыс. т соответственно. По компо-
нентной структуре не наблюдается значительных изменений. Так, за послед-
ний период доля фитомассы стволов составляет около 71%. Фитомасса крон
деревьев в общей структуре объема живого органического вещества лесных
фитоценозов занимает 10%, из которых 8,4% – древесина ветвей в коре и
102
1,6% фотосинтезирующая фракция (листья, хвоя). Доля корневых систем
составляет 16,3%.
Таблица 1Динамика объёмовфитомассы и депонированного в ней углерода
в лесах НПП «Припять-Стоход»
Фитомасса по компонентам, тыс. т / %
Год учета
2008 1038,3
70,1
129,7
8,7
26,7
1,8
240,2
16,2
47,0
3,2
1482,0
100 11,1 737,3 5,5
2016 1113,4
70,7
132,2
8,4
25,2
1,6
256,9
16,3
47,6
3,0
1575,3
100 11,9 784,0 5,9
Особенности распределения общего объема фитомассы и депонирован-
ного в ней углерода в пределах функциональных зон НПП «Припять-Стоход»
приведены в таблице 2.
Таблица 2 Распределение фитомассы и депонированного в ней углерода в
пределах функциональных зон НПП «Припять-Стоход»
Фитомасса по компонентам, тыс. т
Функциональные зоны
2008 г.
Хозяйственна 738,7 93,5 21,1 176,2 35,7 1065,3 10,4 529,8
Заповедная 237,9 30,0 4,4 46,8 7,3 326,4 12,9 162,6
Регулируемой рекреации 58,7 5,9 1,0 16,6 3,6 85,9 15,4 42,7
Стационарной рекреации 3,0 0,4 0,1 0,7 0,2 4,4 13,1 2,2
Всего по НПП 1038,3 129,7 26,7 240,2 47,0 1482,0 11,1 737,3
2016 г.
Хозяйственна 825,1 98,4 20,0 194,1 36,4 1173,9 11,8 584,1
Заповедная 213,5 26,5 3,9 41,3 6,6 291,7 11,4 145,3
Регулируемой рекреации 69,4 6,7 1,1 20,4 4,2 101,8 15,3 50,6
Стационарной рекреации 5,4 0,6 0,2 1,2 0,4 7,8 15,5 3,9
Всего по НПП 1113,4 132,2 25,2 256,9 47,6 1575,3 11,9 784,0
103
Из приведенных в таблице 2 данных можно сделать вывод, что в преде-
лах функциональных зон НПП «Припять-Стоход» изменчивость объемов и
плотности фитомассы покрытых лесной растительностью лесных участков
достаточно значительна, что объясняется различиями в породном составе и
возрастной структуре древостоев. При этом плотность фитомассы в 2015 го-
ду составляла около 11,9 кг·(м2)-1, что на 6,7% больше аналогичного показа-
теля на момент создания национального парка. Количество депонированного
углерода также увеличилось на 5,8% (46,7 тыс. т), что свидетельствует об
улучшении углерододепонирующей функции лесов.
Распределение средней плотности фитомассы и депонированного в ней
углерода в лесах НПП «Припять-Стоход», по состоянию на 01.01.2016 год
представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Средняя плотность фитомассы и депонированного в ней
углерода в лесах НПП «Припять-Стоход»
Анализ рисунка 2 свидетельствует о монотонном росте показателей
средней плотности фитомассы и депонированного в ней углерода с возрас-
том. Так, их минимальные показатели характерны для молодняков 6,0 и 3,0
кг·(м2)-1, а максимальныедля спелых и перестойных древостоев – 14,2 и 7,1
кг·(м2)-1соответственно. В средневозрастных древостоях, которые доминиру-
ет по площади в НПП «Припять-Стоход», плотность фитомассы составляет
11,3 кг·(м2)-1, а плотность депонированного в ней углерода – 5,6 кг·(м2)-1.
Одним из наиболее важных показателей в лесоводстве является тип ле-
сорастительных условий (ТЛУ), который определяет в дальнейшем морфоло-
гию, таксационную характеристику, продуктивность и качество выращивае-
мых насаждений. В связи с этим целесообразно привести объемы углерода,
который депонируется на 1 м2 насаждения по каждому из преобладающих
типов лесорастительных условий НПП «Припять-Стоход» (рисунок 3).
104
Рисунок 3 – Распределение плотности депонированного углерода
в насаждениях НПП «Припять-Стоход» в зависимости
от лесорастительных условий
Анализируя данные рисунка 3 следует отметить, что наиболее продук-
тивными, с точки зрения углерододепонирующей функции, являются насаж-
дения которые растут в свежих и влажных гигротопах. В сухих и переувлаж-
нённых условиях насаждения менее продуктивные, соответственно и показа-
тели накопленных объемов углерода в фитомассе значительно меньшие. Для
примера, в свежей субори (В2) на 1 м2 в среднем накапливается 8,6 кг углеро-
да, что на 62,8% больше чем в мокрой субори (В5) – 3,2 кг.
Как уже отмечалось, в НПП «Припять-Стоход» основная доля фитомассы,
накопленная в насаждениях четырех основных лесообразующих пород: сосны
обыкновенной, ольхи клейкой, березы повислой и дуба обыкновенного. В связи
с этим целесообразно привести объемы накопленного углерода в насаждениях
главных лесообразующих древесных пород по группам возраста (рисунок 4).
Рисунок 4 – Распределение плотности депонированного углерода
в насаждениях преобладающих древесных пород
НПП «Припять-Стоход» по группам возраста
105
Из данных приведенных на рисунке 4 можно отметить, что у всех иссле-
дованных древесных пород, кроме дуба, наблюдается увеличение показателя
плотности углерода с возрастом. Следует отметить, что в НПП «Припять-
Стоход» доля насаждений с преобладанием дуба обыкновенного составляет
7,3% покрытых лесной растительностью лесных участков. Относительно по-
казателей плотности углерода в приспевающей, спелой и перестойной группе
пород то стоит отметить, что в них сосредоточено только 1,9% от всей пло-
щади лесов национального парка, в связи с чем низкие показатели плотности
углерода можно считать случайными, а не закономерными.
Следует отметить, что распределение плотности фитомассы и депониро-
ванного в ней углерода в насаждениях преобладающих древесных пород
НПП «Припять-Стоход» зависит и от продуктивности древостоев, что на-
глядно демонстрирует рисунок 5.
Рисунок 5 – Распределение плотности углерода в насаждениях
преобладающих древесных пород НПП «Припять-Стоход»
по бонитетам
С данных рисунка 5 видно, что в насаждениях сосны обыкновенной и
дуба обыкновенного показатель плотность углерода уменьшается со сниже-
нием класса бонитета. Наивысшее значение исследуемого показателя наблю-
дается в дубовых древостоях І класса бонитета 10,4 кг·(м2)-1. Для ольхи
клейкой и берёзы повислой характерно неравномерное распределение плот-
ности углерода, показатели которого имеют наивысшие значения в І и ІІ
классах бонитета. То, что в мягколиственной группе пород насаждения Іа и >
класса бонитета имеют более низкие показатели плотности углерода, что
объясняется особенностями строения насаждений, их полнотой и другими
таксационными показателями.
К сравнению средняя плотностьуглерода в фитомассе лесов Волынской
области составляет 6,7 кг·(м2)-1. При этом насаждения хвойной группы пород
Ольха
клейкая
а
106
характеризуется плотностью 6,95 кг·(м2)-1 (в том числе сосновые древостои
6,96), твердолиственной 7,41 кг·(м2)-1 (в том числе насаждения дуба обык-
новенного 7,43) и мягколиственной 5,60 кг·(м2)-1 (в том числе березовые
древостои – 5,75) [1].
С точки зрения глобального баланса углерода Украины важно не нарас-
тить сток (это нереально, в связи с темпами индустриализации), а по макси-
муму сохранить те показатели, которые существуют на сегодняшний день.
Для того, чтобы не допустить массовых потерь углерода, имеющегося сейчас
в лесных экосистемах необходимо оптимизировать управление лесами и со-
хранить наиболее ценные леса в пределах объектов природно-заповедного
фонда. На примере НПП «Припять-Стоход» видим положительные стороны
сохранения лесов в пределах заповедных территорий, поскольку с момента
создания национального парка наблюдается накопления объемов фитомассы
и депонированного в ней углерода, что обеспечивает экологическую стаби-
лизацию окружающей среды не только в регионе исследования, но и в Ук-
раине в целом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. По состоянию на 01.01.2016 г. общие объемы фитомассы в лесах НПП
«Припять-Стоход» составляли 1575,3 тыс. т. Наибольшая её часть сосредото-
чена в лесах сосны обыкновенной 678,6 тыс. т (43,1%) и ольхи клейкой
564,6 тыс. т (35,8%). Значительно меньшие объемы накоплены в насаждениях
березы повислой и дуба обыкновенного – 176,6 и 144,1 тыс. т соответственно.
2. Динамика исследованных показателей подтверждает положительный
тренд накопления фитомассы и депонированного в ней углерода, объемы ко-
торых, с момента создания НПП «Припять-Стоход» увеличились на 93,3 тыс.
т и 46,7 тыс. т соответственно.
3. Установлена закономерность изменения плотности фитомассы и угле-
рода с повышением возраста. Так, их минимальные показатели характерны
для молодняков 6,0 и 3,0 кг·(м2)-1, а максимальные для спелых и пере-
стойных древостоев – 14,2 и 7,1 кг·(м2)-1 соответственно.
4. Выявлена закономерность изменения углерододепонирующей функции
насаждений в зависимости от влажности и богатства почвы. Так, наивысшие
её показатели наблюдаются в свежих и влажных гигротопах. В сухих и пере-
увлажнённых условиях насаждения менее продуктивные, соответственно и
показатели накопленных объемов углерода в фитомассе значительно меньшие.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вуглець, клімат та землеуправління в Україні: лісовийсектор:
монографія / [А.З. Швиденко, П.І. Лакида, Д.Г. Щепащенко, Р.Д. Василишин,
Ю.М. Марчук]. Корсунь-Шевченківський: ФОП Гавришенко В.М., 2014.
283 с.
107
2. Лакида, П.І. Фітомаса лісів України: [монографія] /Лакида П.І.
Тернопіль: Збруч, 2002. 256 с.
3. Мельник, О.М. Конверсійні коефіцієнти компонентів фітомаси
деревостанів Національного природного парку «Припять-Стохід» / О.М.
Мельник. Науковий вісник НЛТУ України: збірник науково-технічних
праць. – Львів: РВВ НЛТУ України. – 2015. – Вип. 25.6. – С. 78-85.
4. Lakida, P. Forest Phytomassеs timation for Ukraine / Lakida P. // WP–96.
– Laxenburg, IIASA, 1996. – 75 p.
5. Matthews, G. The Carbon Contents of Trees / G. Matthews // Forestry
Commission. – Edinburgh, 1993. – 21 p.
6. WWF России 2015. Годовой отчет [электронный ресурс] // М. – 2016.
Режим доступа к ресурсу: http://www.wwf.ru/resources/publ/book/1046.
CARBON STOCKS IN LIVE BIOMASS
OF FOREST PHYTOCOENOSES
OF NATIONAL NATURE PARK «PRYPIAT-STOKHID»
Lakyda P.I., Melnyk O.M., Vasylyshyn R.D., Saschuk О.I.
The article presents the results of estimating carbon stocks in live biomass of forests of the
National Nature Park «Prypyiat-Stokhid» on the basis of state forest account data (as of
01.01.2008 and 01.01.2016) and mathematical modeling using a research database of temporary
sample plots. For each functional zone, the dynamics of total stocks of live biomass and seques-
tered carbon are presented. Specific features of distribution of density of sequestered carbon by
age groups, types of forest growth conditions and site index classes have been established.
Статья поступила в редколлегию 20.04.2017 г.
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
The Carbon Contents of Trees / G. Matthews // Forestry Commission
  • G Matthews
Matthews, G. The Carbon Contents of Trees / G. Matthews // Forestry Commission. -Edinburgh, 1993. -21 p.
Конверсійні коефіцієнти компонентів фітомаси деревостанів Національного природного парку «Прип'ять-Стохід» / О.М. Мельник. − Науковий вісник НЛТУ України: збірник науково-технічних праць
  • О М Мельник
Мельник, О.М. Конверсійні коефіцієнти компонентів фітомаси деревостанів Національного природного парку «Прип'ять-Стохід» / О.М. Мельник. − Науковий вісник НЛТУ України: збірник науково-технічних праць. -Львів: РВВ НЛТУ України. -2015. -Вип. 25.6. -С. 78-85.
Forest Phytomassеs timation for Ukraine / Lakida P. // WP-96
  • P Lakida
Lakida, P. Forest Phytomassеs timation for Ukraine / Lakida P. // WP-96. -Laxenburg, IIASA, 1996. -75 p.